BMS - Bun Mud Solutions 1

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3 Fluido de Perfuração - Definição São gases, líquidos e líquidos com sólidos em suspensão que circulam no poço / furo, devendo possuir a capacidade de não reagir com as formações com as quais entrem em contato. O fluido deve apresentar características físicas e químicas apropriadas e desempenhar funções específicas. BMS - Bun Mud Solutions 3

4 Classificação São tradicionalmente classificados de acordo com seu constituinte principal: Fluido Aerado (fluxo de ar ou gás natural injetado no poço a alta velocidade); Fluidos a base de óleo (fase contínua óleo); Fluidos a base de água (fase contínua água). BMS - Bun Mud Solutions 4

5 Classificação Fluidos Aerado: Ar seco; Fluido composto de agente espumante e ar; Fluidos aerados que consistem em uma lama com ar injetado para remover sólidos perfurados Principal aplicação: zonas de baixa pressão de formação. Vantagem: permite a perfuração de zonas fraturadas, cavernas e formações diversas; Pesquisas mais rápidas Desvantagem: Imprecisão da amostragem; Perfuração em terrenos com matacões e argilas. BMS - Bun Mud Solutions 5

6 Classificação Fluidos a base de água Mais utilizados em todo o mundo Porcentagem de água: concentração maior que 90 % Podem ser: Água limpa Água com agregados de argilas Água com aditivos poliméricos Água com uma combinação de argilas e polímeros (ideal) BMS - Bun Mud Solutions 6

7 Sistema e suas funções BROCA COLUNA DE PERFURAÇÃO POÇO PESSOAL - limpeza - lubrificação - esfriamento - transmissão - suportar peso da coluna - inibir corrosão - impedir aprisionamentos - controlar pressões - transportar o recorte - estabilizar as paredes - inibir as argilas hidratáveis - manter sólido em suspensão - descarregar bem - controle de filtrado e reboco - permitir boa amostragem - manuseio de produtos atóxicos MEIO- AMBIENTE - uso de produtos biodegradáveis - uso de isentos de metais pesados BMS - Bun Mud Solutions 7

8 ANÁLISE DE CADA FUNÇÃO - BROCAS - Limpeza Pressão suficiente nos jatos Evita o enceramento Velocidade de retorno Viscosidade Agentes inibidores de argilas Baixo teor de sólidos - Lubrificação Agentes lubrificantes Baixo teor de sólidos - Esfriamento Quantidade de calor BMS - Bun Mud Solutions 8

9 - COLUNA DE PERFURAÇÃO - Suportar parte do peso O empuxo é responsável por diminuir o esforço do guincho, dependendo da densidade. Fator positivo: ferramenta fica mais leve Fator negativo: pode diminuir o avanço de perfuração O alívio para hastes 4½ e D = 9,5 lb/gal é de 12-13% - Inibir Corrosão Química: controle de ph (8,5 9) Física: redução da abrasão pela lubrificação, controle da velocidade anular, teor de sólidos baixo BMS - Bun Mud Solutions 9

10 PRINCIPAIS TIPOS DE TRANCAMENTOS BMS - Bun Mud Solutions 10

11 - COLUNA DE PERFURAÇÃO - Impedir Prisão da Coluna Causas da Prisão: - diferencial - cascalho, cones - dogleg (chaveta) - furo sub-calibrado BMS - Bun Mud Solutions 11

12 1. POÇO 1.1. Controlar as pressões de sub-superfície Ph = pressão hidrostática do fluido Pf = pressão da formação Ph = Pf, equilíbrio desejável mas perigoso Ph < Pf, ocorrem desmoronamentos e estreitamentos de furo em folhelho Ph > Pf, situação normal para estabilização do furo; filtrado invade a Fm, formando reboco Ph >> Pf, danos a Fm por excesso de pressão do Fluido, ocorrem fraturamento e fugas com perdas de circulação Ph << Pf BMS - Bun Mud Solutions 12 Ph >> Pf

13 LIMPEZA: Transporte de Recortes à Superficie FATORES QUE INTERVEM Tamanho, Forma e Peso do Recorte ou Detrito. Propriedades do Fluido (Reología, Densidade, Viscosidade). Parâmetros de Operação: Peso sobre coroa, Rotação, Hidráulica de Perfuração. Formaçaõ Velocidade transporte: Q Recorte Lama Coluna de perfuração Velocidade anular qn Velocidade de queda: mg BMS - Bun Mud Solutions 13

14 LIMPEZA: Transporte de Recortes à Superfície UMA LIMPEZA ADEQUADA GARANTE Maior avanço. Menor torque durante a perfuração. Menor probabilidade de aprisionamiento. Menor pressão. Menor desgaste na ferramenta de perfuração, etc. Formação Velocidade de transporte: Q Recorte Lama Coluna de perfuração Velocidade de transporte Velocidade de queda: mg BMS - Bun Mud Solutions 14

15 - Transporte dos recorte de perfuração Velocidade de retorno (Vr) Veloc idade de queda (Vq) Vr > Vq (limpeza do poço) Vr < Vq (má limpeza) Fatores que afetam - peso dos recortes - peso do fluido de perfuração - forma e dimensão do cascalho - viscosidade - velocidade de retorno BMS - Bun Mud Solutions 15

16 Redução no avanço Problemas comuns na perfuração Furo sem sujeira Resultado

17 Redução no avanço Problemas comuns na perfuração Furo com sujeira Resultado

18 - Estabilizar as paredes do furo Ph > Pf 1 pol Pressão do Fluido Ph Pf BMS - Bun Mud Solutions 18

19 Estabilidade do Poço As areias não consolidadas requerem um bom reboco e densidade As argilas requerem uma combinação, de densidade de fluido e produtos inibidores A instabilidade está relacionada com desmonoramentos, reduções de diâmetros, pontes. BMS - Bun Mud Solutions 19

20 ESTABILIDADE DO POÇO: EQUILIBRIO MECÂNICO A perda de circulação é um dos fatores que mais contribuem aos altos custos do fluido. Outros problemas são: A instabilidade do furo. Aprisionamento da coluna, etc. BMS - Bun Mud Solutions 20

21 ESTABILIDADE DO POÇO: SELAR AS FORMAÇÕES PERMEÁVEIS Formação Pressão de Circulação A Pressão que são geradas pelo fluido contrasta com as pressões da formação. Zona Instável Os sólidos presentes no fluido formam uma parede que protege a formação da invasão de água. Reboco Fluido de perfuração BMS - Bun Mud Solutions 21

22 ESTABILIDADE DO POÇO: SELAR FORMAÇÕES E FRATURAS Materiais de maior tamanho, como algodão, papel, serragem, Extrasorv ou mesmo a bentonita selam as aberturas ou fraturas por onde se pode perder o fluido. Eles são chamados de LCM. Formação Pressão de Circulação Fratura Reboco Fluido de perfuração BMS - Bun Mud Solutions 22

23 ESTABILIDADE DO POÇO: Reboco Formação Reboco Pressão Fm Pressão do fluido de circulação ECD FORMAÇÃO DE PAREDE OU REBOCO : Fino, Resistente, Elástico e Impermeável BMS - Bun Mud Solutions 23

24 MANTER A ESTABILIDADE DO POÇO: EQUILIBRIO QUÍMICO HIDRATAÇÃO DAS ARGILAS Em Água Em Água com inibidor base K BMS - Bun Mud Solutions 24

25 MANTER A ESTABILIDADE DO POÇO: EQUILIBRIO QUÍMICO NÍVEIS DE INVASÃO Em Água: 4 h Em Água + CMC : 18 h BMS - Bun Mud Solutions 25

26 - Controle de filtrado e reboco BMS - Bun Mud Solutions 26

27 - Controle de filtrado e reboco Evitar a invasão dos poros por sólidos finos Controlar teor de sólidos (< 1%) Selar as paredes impermeabilizando-as Reboco Reboco Filtrado + sólidos Filtrado + sólidos Formação Formação BMS - Bun Mud Solutions 27

28 - Manter recortes em suspensão Função de sustentação estática dos detritos de perfuração TIXOTROPIA Forças de Gel # Em repouso o Fluido gelifica # Ao iniciar o bombeamento o gel se quebra e começa a fluir - BMS - Bun Mud Solutions 28

29 Descarregar bem na superfície As forças de gel não pode impedir que os recortes sejam descarregados com facilidade na superfície para deixar o fluido limpo para voltar ao poço. BMS - Bun Mud Solutions 29

30 SUSPENSÃO E DESCARGA DE RECORTES Sólidos perfurados circulados e recirculados, se dividem partículas menores. Portanto necessitam ser controlados: ASSENTAMENTO, DECANTAÇÃO BMS - Bun Mud Solutions 30

31 Peneira: extrai sólidos milimétricos BMS - Bun Mud Solutions 31

32 EXTRAÇÃO DE SÓLIDOS Desareiador: extrai sólidos até 42 microns BMS - Bun Mud Solutions 32

33 EXTRAÇÃO DE SÓLIDOS Dessiltador: extrai sólidos até 23 microns BMS - Bun Mud Solutions 33

34 EXTRAÇÃO DE SÓLIDOS? - Permitir uma boa amostragem Fluido tem que ser limpo para contaminar o mínimo possível as amostras. Deve descarregar bem o material nas calhas. Deverá ter boa condutividade para registros elétricos e radioativos BMS - Bun Mud Solutions 34

35 FLUIDO DE PERFURAÇÃO DA GEOFIX ESTACA ESCAVADA ESTACA RAIZ PAREDES DIAFRAGMA TIRANTES BMS - Bun Mud Solutions 35

36 ESTACA ESCAVADA DE GRANDE DIÂMETRO BMS - Bun Mud Solutions 36

37 ESTACA ESCAVADA DE GRANDE DIÂMETRO BMS - Bun Mud Solutions 37

38 ESTACA ESCAVADA DE GRANDE DIÂMETRO CONSTRUTORA MACUCO - GEOFIX FUNDAÇÕES. Canal 3 Santos - Brasil BMS - Bun Mud Solutions 38

39 ESTACA ESCAVADA DE GRANDE DIÂMETRO CONSTRUTORA MACUCO - GEOFIX FUNDAÇÕES. Canal 3 Santos - Brasil Parâmetro Valor Encontrado Valor de Referência ph Faixa entre 5,5 7,0 Faixa entre 8,5-10 Cálcio (Dureza) mg/l < 55 < 55 Cloretos mg/l < 50 < 100 Produto Função Química Perfuração Bentonita Permagel Tixotropia, controle de Cake e Filtrado 30 kg / m³ BMS - Bun Mud Solutions 39

40 ESTACA ESCAVADA DE GRANDE DIÂMETRO CONSTRUTORA MACUCO - GEOFIX FUNDAÇÕES. Canal 3 Santos - Brasil Ensaios Valores Encontrados Valor de Referencia L L L Viscosidade Aparente 10 cp cp Viscosidade Plástica 6 cp cp Limite de Escoamento 8 lb/100ft² 24 ft/100ft² Gel 10 s 4 lb/100ft² 24 lb /100ft² Gel 10 min 6 lb/100ft² 29 lb /100ft² Densidade 10 ppg 9,2 ppg Viscosidade Funil Marsh 34 s/qt s/qt Filtrado API 46,80 ml ml Espessura do Reboco < ou = 2 mm < ou = 2 mm % Solidos < 1 % 6,30% Teor de Areia 12 % < 2 % ph 8,5-10 9,0-11 BMS - Bun Mud Solutions 40

41 ESTACA ESCAVADA DE GRANDE DIÂMETRO PROJETO BARRA FUNDA - GEOFIX FUNDAÇÕES. São Paulo - Brasil Parâmetro Valor Encontrado Valor de Referência ph Faixa entre 5,5 7,0 Faixa entre 8,5-10 Cálcio (Dureza) mg/l < 55 < 55 Cloretos mg/l < 50 < 100 Produto Função Química Perfuração Bentonita Permagel Tixotropia, controle de Cake e Filtrado 25 kg / m³ BMS - Bun Mud Solutions 41

42 ESTACA ESCAVADA DE GRANDE DIÂMETRO PROJETO BARRA FUNDA - GEOFIX FUNDAÇÕES. São Paulo - Brasil Ensaios Valores Encontrados Valor de Referencia L L L Viscosidade Aparente 2,5 cp cp Viscosidade Plástica 1 cp cp Limite de Escoamento 3 lb/100ft² 24 ft/100ft² Gel 10 s 1 lb/100ft² 24 lb /100ft² Gel 10 min 1 lb/100ft² 29 lb /100ft² Densidade 9,8 ppg 9,2 ppg Viscosidade Funil Marsh 28 s/qt s/qt Filtrado API 46,80 ml ml Espessura do Reboco 3 mm < ou = 2 mm % Solidos < 1 % 6,30% Teor de Areia 5 % < 2 % ph 8,5-10 9,0-11 BMS - Bun Mud Solutions 42

43 ESTACA ESCAVADA DE GRANDE DIÂMETRO Escavação com retirada dos recortes através da ferramenta de corte e não transportado pelo fluido Poço é inundado de fluido para estabilizar as paredes e evitar desmoronamentos Fatores principais a se preocupar Controle de filtrado e reboco que vão condicionar Overbreak reduzido (pode ser prejudicado pelo instabilidade das paredes) Atrito lateral maior (pode ser prejudicado BMS - Bun Mud Solutions pelo reboco espesso) 43

44 ESTACA ESCAVADA DE GRANDE DIÂMETRO Produtos recomendados para compor o Fluido Bentonita de alto rendimento PERMAGEL PLUS Polímero para controle de filtrado e reboco EXTRACEL BMS - Bun Mud Solutions 44

45 ESTACA ESCAVADA DE GRANDE DIÂMETRO Custos estimados Receita para cada m³ 1 saco de Permagel Plus = R$ 22,50 0,5 kg de EXTRACEL = R$ 11,00 TOTAL = R$ 33,50/m³ preparado BMS - Bun Mud Solutions 45

46 ESTACA ESCAVADA DE GRANDE DIÂMETRO Alternativa EXTRAFULL (LAMA PRONTA) Receita para cada m³ 1/3 a 1/2 saco de EXTRAFUL LP = R$ 15 a 22,50 30 % Economia Vantagens Overbreak controlado (excelente controle de filtrado e reboco) Maior atrito lateral (reboco fino e fácil de remover com a concretagem) BMS - Bun Mud Solutions 46

47 ESTACA RAIZ

48 ESTACA RAIZ ASPECTOS IMPORTANTES DO FLUIDO DE PERFURAÇÃO UTILIZADO VISCOSIDADE LUBRIFICAÇÃO LIMPEZA DO FLUIDO CONTROLE DE FILTRADO E REBOCO ESTABILIDADE DAS PAREDES CONTROLE DE PRESSÕES BMS - Bun Mud Solutions 48

49 ESTACA RAIZ PRODUTOS INDICADOS VISCOSIDADE BENTONITA PERMAGEL PLUS LUBRIFICAÇÃO ÓLEO LUBRIFICANTE SOLÚVEL BIODEGRADÁVEL LUBE PIPE SINT CONTROLE DE FILTRADO E REBOCO CMC HV - EXTRACEL ESTABILIDADE DAS PAREDES CONTROLE DE PRESSÕES BENTONITA E EXTRACEL RECOMENDAÇÕES CONTROLE DE SÓLIDOS TEOR DE AREIA DE 3% NO MÁXIMO TANQUES DE DECANTAÇÃO USO DE DESAREIADORES CONTROLE DE VISCOSIDADE VISCOSIDADE MARSH DE 40 SEG NO MÍNIMO DOSAGEM CORRETA DOS PRODUTOS OVERBREAK EFICIÊNCIA DO CONTROLE DE FILTRADO E REBOCO BMS - Bun Mud Solutions 49

50 ESTACA RAIZ Alternativa EXTRAFULL (LAMA PRONTA) Receita para cada m³ 1/3 a 1/2 saco de EXTRAFUL LP = R$ 15 a 22,50 Vantagens Overbreak controlado (excelente controle de filtrado e reboco) Maior atrito lateral (reboco fino e fácil de remover com a concretagem) BMS - Bun Mud Solutions 50

51 PAREDE DIAFRAGMA Escavação com retirada dos recortes através da ferramenta de corte e não transportado pelo fluido Poço é inundado de fluido para estabilizar as paredes e evitar desmoronamentos BMS - Bun Mud Solutions 51

52 PAREDE DIAFRAGMA Clamshell e/ou Hidrofresa RECOMENDAÇÃO Mesmo fluido da Estaca Escavada com alternativa da EXTRAFULL BMS - Bun Mud Solutions 52

53 PAREDE DIAFRAGMA Clamshell e ou Hidrosfera BMS - Bun Mud Solutions 53

54 TIRANTES BMS - Bun Mud Solutions 54

55 TIRANTES Elemento fundamental é a LUBRIFICAÇÃO EXTRAVIS = 50 a 150 g/m³ RECOMENDAÇÃO LUBE PIPE SINT = 0,3 a 0,5 L/m³ BMS - Bun Mud Solutions 55

56 8º CURSO ENGENHARIA APLICADA ÁS OBRAS DE FUNDAÇÃO E CONTENÇÕES Fluidos de Perfuração BUN GEOFIX Jonathan Robert dos Santos Técnico em Fluidos de Perfuração jrobert@bentonit.com.br OBRIGADO. BMS - Bun Mud Solutions 56